人教版高一物理必修二第六章第5节宇宙航行教学课件 17张PPT需要WPS打开

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第六章
万有引力与航天
§
6.5
宇
宙
航
行
主讲：
娄员俊
高一物理组
2020.04.26.
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科技飞速发展，人类早已发射了人造地球卫星，这些卫星在军事、气象、交通定位等方面深刻的影响着人们的生活；同时人们也登上了月球，探测器也飞向了更远的太空……梦想成真！这节课我们就驾驶飞船，来一场宇宙航行…
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思考与讨论
1.简述第一宇宙速度的物理意义并写出推导过程。
2.写出卫星做匀速圆周运动时线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
3.说一说近地卫星、同步卫星和赤道处的物体间的差异。
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1）牛顿的思考
1.宇宙速度
物体抛出后恰好能绕地球表面做匀速圆周运动即可！
且：
抛出物体的速度至少多大时，物体才能够不落回到地面？
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若忽略地球自转的影响：
这就是卫星能够绕地球运行的最小发射速度，称为第一宇宙速度。也等于卫星在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
2）第二宇宙速度（脱离速度）：
卫星能够脱离地球而成为太阳的行星的最小发射速度
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3）第三宇宙速度（逃逸速度）：
卫星能够脱离太阳的束缚飞到太阳系以外空间的最小发射速度
4）总结：（v0为发射速度）
①
②
③
④
⑤
卫星落回地面
卫星绕地表做匀速圆周运动
卫星绕地球做椭圆运动
卫星飞离地球成为绕太阳运行的行星
卫星飞离太阳系
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2）卫星的向心加速度、角速度、线速度、周期与轨道半径的关系
万有引力提供向心力：
2.地卫环绕系统
①卫星绕地心做匀速圆周运动
1）环绕模型
②卫星以地球为焦点做椭圆运动
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且若忽略地球自转的影响：
显然：r↗时，an（g）↙、v↙、ω↙、T↗.这些值与卫星的质量无关，但是卫星受到的万有引力大小和卫星的质量有关
思考与讨论：
第一宇宙速度是人造地球卫星的最小的发射速度，也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大的运行速度。
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3.近地卫星、同步卫星和地球赤道上的物体
即近地卫星的运行速度等于第一宇宙速度
②同步卫星：同步卫星与地球自转方向一致、周期相同相对于地球静止的卫星。同步轨道是特定的唯一圆形轨道,在赤道平面内，离地表高度一定
①近地卫星：在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星
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显然赤道上的物体的线速度、向心加速度和近地卫星相比极小，虽然轨道半径几乎相同，但是二者向心力的来源不同
③赤道上的物体：随地球自转而做匀速圆周运动，，周期与地球自转周期相同。
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4.
梦想成真
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发
射成功。
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1969年7月20日人类登上月球。
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2003年10月
15日，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心
成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
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例1:
关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（
）
A.轨道半径越大，速度越小，周期越长
B.
轨道半径越大，速度越大，周期越短
C.
轨道半径越大，速度越大，周期越长
D.
轨道半径越小，速度越小，周期越长
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例2：关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（
）
A.它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度。
B.它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度。
C.它是能使卫星绕地球运行的最大发射速度。
D.它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度
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例3:（多选）地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度
a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则以下关系中正确的是（
）
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教材P48
2、
3
、
课后作业